JP2002018534A - バルジ加工装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 簡単な構成で設備コストがかからず、メンテ
ナンスが容易であり、サイクルタイムを低減させること
ができる小型化されたバルジ加工装置を提供する。 【解決手段】 本発明のバルジ加工装置は、素材管Ｐを
収容し拘束するバルジ成形型１と、素材管Ｐの内部に高
圧流体を供給する高圧流体供給手段２と、素材管Ｐの両
端をシールする加圧部材３および該加圧部材３を軸方向
に駆動して素材管Ｐを押圧させる駆動機構４を有する軸
押し手段５と、素材管Ｐ内に供給された高圧流体により
加圧部材３に付与される反力を高圧流体自体の圧力によ
って軽減させる反力軽減機構６とを備え、軸押し手段５
の駆動機構４は、素材管Ｐ内に供給された高圧流体の反
力が反力軽減機構６によって軽減された加圧部材３を軸
方向に駆動させて素材管Ｐの端部を押圧し得る出力を有
するサーボモータ７を備えてなるものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、バルジ加工装置に
関し、さらに詳しくは、素材管の内部に液圧を供給しな
がら、素材管の両端を軸方向プレスによって送り素材管
を成形型の形状に倣って膨らませ成形するための、バル
ジ加工装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】バルジ加工装置は、一般に、図６に示す
ように、素材管Ｐを収容し拘束するバルジ成形型１０１
と、素材管Ｐの内部に高圧流体を供給する高圧液体供給
手段１０２と、素材管Ｐの両端を軸方向に押圧する軸押
し手段１０５とを備えている。

【０００３】バルジ成形型１０１は、上型１１０と下型
１１１とにより構成されており、上型１１０と下型１１
１との衝合面には、素材管Ｐの端部を収容する収容部１
１０ａ，１１１ａがそれぞれ形成されており、両収容部
１１０ａ，１１１ａの間には素材管Ｐを所定形状に倣い
成形するための膨大部１１０ｂ，１１１ｂが形成されて
いる。そして、上型１１０と下型１１１とを相対的に移
動させて型開閉を行うと共に成形時に型閉じした状態を
保持すべく型締めするために、型締め手段が設けられて
いる（図示は省略した）。

【０００４】高圧液体供給手段１０２は、増圧機２１と
この増圧機２１を駆動するポンプ２２とを備えている。
一方、軸押し手段１０５は、軸方向の長さが異なるバル
ジ成形型１０１に対応することができるように、バルジ
成形型１０１の両端からそれぞれ離間して配設された一
対の油圧シリンダ１０７と、この油圧シリンダ１０７内
にそれぞれ嵌挿された軸押しピストンロッド１０８とを
備えている。軸押しピストンロッド１０８は、素材管Ｐ
と同じ径を有するもので、その先端は、伸長駆動された
ときに素材管Ｐの各端部に当接されて液密にシールする
ことができるように構成されている。また、軸押しピス
トンロッド１０８の内部には、その先端面に開口する通
路１０９が形成されている。そして、高圧液体供給手段
１０２の増圧機２１は、管路２０を介して少なくとも一
方の軸押しピストンロッド１０８の通路１０９に接続さ
れ、また、管路２０を介して少なくとも他方の軸押しピ
ストンロッド１０８の通路１０９には、素材管Ｐ内に流
体が供給された際にその内部の空気を抜くためのバルブ
２３が接続されている。高圧液体供給手段１０２により
液体が供給される素材管Ｐ内の圧力と軸押し手段１０５
による素材管Ｐの軸方向への押圧とを同期させるため
に、軸押し手段１０５の油圧シリンダ１０７には、サー
ボ弁を有する油圧回路（図示は省略する）が接続され
る。

【０００５】このように構成されたバルジ加工装置で
は、高圧液体供給手段１０２によって素材管Ｐ内に供給
された流体の圧力により、軸押しピストンロッド１０８
が押し戻されるように反力を受けることとなる。そのた
め、軸押し手段１０５には、この素材管Ｐ内に供給され
た流体の圧力による反力に抗して素材管Ｐを軸方向に押
圧し得るように、比較的大径の油圧シリンダ１０７が用
いられている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来の技術にあっては、軸押し手段１０５として、油
圧回路に接続された油圧シリンダ１０７を用い、しか
も、その油圧シリンダ１０７が比較的大型のものである
必要があったため、設備コストがかかるという問題があ
った。また、油圧シリンダ１０７が比較的大型であるた
めに、油圧回路から油圧シリンダに大容量の作動油を供
給する必要があり、バルジ加工が完了した際の軸押し手
段１０５の戻し動作に時間がかかるなど、サイクルタイ
ムを低減させることができないという問題があった。さ
らに、軸押し手段１０５の油圧シリンダ１０７に接続さ
れる油圧回路にサーボ弁が設けられているため、油圧回
路から共有される作動油の流量を絞ることにより，作動
油が発熱してその劣化が進行し、あるいは、作動油にご
みが混入した場合に作動油を交換する必要があるなど、
メンテナンスに経費や手間がかかるという問題もあっ
た。そして、サーボ弁により作動油の流量を絞り調整す
ることにより、軸押し手段１０５の軸押しピストンロッ
ド１０８の移動位置を正確に制御することは困難である
という問題があった。

【０００７】なお、特公昭３８‐１７１５８号公報に
は、加圧ピストン（軸押し手段）のピストン棒(加圧部
材)の反対側を素材直管の内径に等しい直径を持った導
入棒となし、両棒に圧力導入孔を連通させるとともに導
入棒を反力消去シリンダに挿入して、素材直管内に導入
する液圧によってピストン棒に生ずる反力を消去する方
法が記載されているが、軸押し手段として、ピストン棒
を加圧するのは油圧シリンダであった。このような方法
では、例えば連続稼動に伴う油圧シリンダの作動油の劣
化により、軸押し制御の精度を悪化させたり、軸押し可
動エネルギの効率が悪いなどの問題がある。

【０００８】本発明は、上述した問題に鑑みてなされた
もので、簡単な構成で設備コストがかからず、メンテナ
ンスが容易であり、サイクルタイムを低減させることが
できる小型化されたバルジ加工装置を提供することを目
的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】請求項１のバルジ加工装
置に係る発明は、上記目的を達成するため、素材管を収
容し拘束するバルジ成形型と、素材管の内部に高圧流体
を供給する高圧流体供給手段と、加圧部材を軸方向に駆
動して素材管を押圧させる駆動機構を有する軸押し手段
と、素材管内に供給された高圧流体により加圧部材に付
与される反力を高圧流体自体の圧力によって軽減させる
反力軽減機構と、を備え、軸押し手段の駆動機構は、素
材管内に供給された高圧流体の反力が反力軽減機構によ
って軽減された加圧部材を軸方向に駆動させて素材管の
端部を押圧し得る出力を有する電動アクチュエータを備
えたことを特徴とするものである。

【００１０】請求項２のバルジ加工装置に係る発明は、
上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明におい
て、軸押し手段の駆動機構は、加圧部材に形成された送
りねじと、該送りねじに螺合され軸方向に移動不能に支
持されており電動アクチュエータにより回転駆動される
送りナットとを備えていることを特徴とするものであ
る。

【００１１】請求項３のバルジ加工装置に係る発明は、
上記目的を達成するため、請求項１または２に記載の発
明において、軸押し手段の駆動機構は、素材管と反力軽
減機構との間に配置されていることを特徴とするもので
ある。

【００１２】請求項４のバルジ加工装置に係る発明は、
上記目的を達成するため、請求項１〜３のいずれかに記
載の発明において、さらに、所定形状に成形された製品
を受け取ると共に素材管を把持することが可能な搬送手
段を備え、バルジ成形型が上型と下型とにより構成され
ており、軸押し手段の加圧部材が製品の端部を保持する
ことができ、上型と下型とを離間させて型開きした際
に、上型と下型との間に移動された搬送手段が保持して
いた素材管を下型にセットすると共に、軸押し手段の加
圧部材が製品の端部の保持を解除して該製品を搬送手段
に受け渡すことができるように、軸押し手段を上型に設
けたことを特徴とするものである。

【００１３】請求項１の発明では、素材管をバルジ成形
型内に収容し拘束して、高圧流体供給手段により素材管
の内部に高圧流体を供給すると共に、軸押し手段の駆動
機構により加圧部材を軸方向に駆動して素材管の少なく
とも一方端を押圧する。このとき、素材管内に供給され
た流体の圧力によって加圧部材を軸方向に押し戻すよう
に作用する反力は、反力軽減機構に供給された流体自体
の圧力によって軽減される。そのため、軸押し手段の駆
動機構は、油圧シリンダを使用することなく、素材管の
端部を単に押圧することができる程度の出力を有する電
動アクチュエータを使用することができ、したがって、
簡単な構成で設備コストがかからず、メンテナンスが容
易であり、高速で加圧部材を駆動することができるため
にサイクルタイムが低減され、しかも軸押しが容易に精
度よく制御される。

【００１４】請求項２の発明では、請求項１に記載の発
明において、電動アクチュエータにより軸方向に移動不
能に支持された送りナットを回転駆動させると、この送
りナットに螺合された送りねじが形成された加圧部材が
軸方向に直接的に駆動されることとなる。そのため、電
動アクチュエータのエネルギ効率が良好であり、加圧部
材が精度よく軸方向に駆動され、しかも、必要に応じて
比較的高速で軸方向に駆動することも可能となる。

【００１５】請求項３の発明では、請求項１または２に
記載の発明において、比較的重量を有する軸押し手段の
駆動機構が素材管と反力軽減機構との間に配置されてい
ることにより、装置全体の剛性が高くなるために、バル
ジ加工装置全体を小型化することが可能となる。

【００１６】請求項４に記載の発明では、請求項１〜３
のいずれかに記載の発明において、所定形状に成形され
た製品の端部を軸押し手段の加圧部材が押圧した状態で
バルジ成形型を型開きすると、製品は、その端部が軸押
し手段の加圧部材に保持されているために上型に留まる
こととなる。この状態で搬送手段を上型と下型の間との
間に移動させ、軸押し手段の加圧部材による押圧を解除
させると、製品が搬送手段に受け渡される。また、搬送
手段は、上型と下型の間との間に移動される前に次の成
形サイクルで使用される素材管を把持しており、上型と
下型の間との間に移動されると、素材管を下型にセット
する。したがって、搬送手段の一度の移動で素材管のバ
ルジ成形型内への搬入と所定形状に成形された製品のバ
ルジ成形型からの搬出とを同時に行うことができるた
め、成形サイクルタイムが低減される。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下に、本発明のバルジ加工装置
の好適な実施の一形態を、図１〜図３に基づいて詳細に
説明する。

【００１８】本発明のバルジ加工装置は、概略、素材管
Ｐを収容し拘束するバルジ成形型１と、素材管Ｐの内部
に高圧流体を供給する高圧流体供給手段２と、素材管Ｐ
の少なくとも一方端をシールする加圧部材３および該加
圧部材３を軸方向に駆動して素材管Ｐを押圧させる駆動
機構４を有する軸押し手段５と、素材管Ｐ内に供給され
た高圧流体により加圧部材３に付与される反力を高圧流
体自体の圧力によって軽減させる反力軽減機構６と、を
備えており、軸押し手段５の駆動機構４は、素材管Ｐ内
に供給された高圧流体の反力が反力軽減機構６によって
軽減された加圧部材３を軸方向に駆動させて素材管Ｐの
端部を押圧し得る出力を有する電動アクチュエータとし
てサーボモータ７を備えてなるものである。尚、反力軽
減機構６は、素材管Ｐ内に供給された高圧流体によって
加圧部材３に付与される反力に抗する反力以上の押圧が
得られるように高圧流体自体の圧力によって軽減するこ
ともできる。

【００１９】バルジ成形型１は、上型１０と下型１１と
により構成されており、この実施の形態の場合、上型１
０と下型１１との衝合面の軸方向両端部（図１および図
２には一方端部のみが示されていることに注意された
い）には、素材管Ｐの外径と同じ径の収容部１０ａ，１
１ａがそれぞれ形成されており、両収容部１０ａ，１１
ａの間には素材管Ｐを所定形状に成形するための膨大部
１０ｂ，１１ｂが形成されている。この実施の形態の場
合、軸押し手段５や反力軽減機構６を支持するブロック
１２および１３が上型１０の両端部にそれぞれ設けられ
ている。そして、上型１０と下型１１とを相対的に移動
させて型開閉を行うと共に成形時に型閉じした状態を保
持すべく型締めするために、型締め手段が設けられてい
る（図示は省略した）。さらに、各ブロック１２,１３
の軸方向両外側には、反力軽減機構６を構成するカウン
タバランス室６０（後述する）がそれぞれ設けられてい
る。

【００２０】高圧流体供給手段２は、少なくとも一方の
カウンタバランス室６０に管路２０を介して接続された
増圧機２１およびこの増圧機２１を駆動するポンプ２２
と、少なくとも他方のカウンタバランス室６０に管路を
介して接続されたバルブ（図６を参照）とにより構成さ
れている。この実施の形態では、増圧機２１により素材
管Ｐ内に供給される高圧流体として水が採用されてい
る。バルブは、素材管Ｐ内に水を供給する際にその内部
の空気を抜くために開状態とされ、素材管Ｐ内に水が充
満されると閉状態とされるように制御される。

【００２１】軸押し手段５の加圧部材３は、素材管Ｐと
略同径の外径を有するもので、この実施の形態の場合、
その一方端側（図１および図２の左側）が型締めされた
際の上型１０および下型１１の軸方向両端に形成された
収容部１０ａ，１１ａ内でそれぞれ軸方向移動可能に嵌
挿されるように配置されており、中間部がブロック１２
および１３を貫通して、他方端側（図１および図２の右
側）がカウンタバランス室６０に収容されるように延び
ている。加圧部材３の収容部１０ａ，１１ａに配置され
る一方端側の端面は、軸方向に駆動されて素材管Ｐの端
面に対して当接されたときに水密にシールすることがで
きるように形成されている。そして、加圧部材３の内部
には、かかる一方側の端面からカウンタバランス室６０
内に位置する他方側の端面にわたって軸方向に貫通する
流路３０が形成されている。なお、この実施の形態にお
いては、加圧部材３により素材管Ｐの両端をそれぞれ押
圧するように構成した場合で説明するが、本発明はこの
実施の形態に限定されることなく、必要に応じて、素材
管Ｐの一方端のみを加圧部材３により押圧するように構
成する場合もある。

【００２２】この実施の形態における軸押し手段５の駆
動機構４は、概略、加圧部材３の軸方向中間部外周面に
形成された送りねじ４０と、この送りねじ４０に螺合さ
れ軸方向に移動不能に支持された送りナット４１と、送
りナット４１を回転駆動するサーボモータ７と、により
構成されている。

【００２３】送りナット４１は、その外周面に歯形が形
成されてなるもので、加圧部材３の送りねじ４０に螺合
された状態でブロック１２の凹部１２aに配置され、ス
ラスト軸受４２によって軸方向に移動不能に支持されて
いる。また、ブロック１２および１３の間には、加圧部
材３と平行に枢軸４３が軸周りに回転可能に架設されて
おり、枢軸４３には送りナット４１の歯形と噛合される
ギヤ４４が相対回転不能に設けられ、ブロック１３には
枢軸４３を軸周りに回転駆動するサーボモータ７が設け
られている。図１および図２に示した実施の形態では、
サーボモータ７の回転駆動が所定の減速比で送りナット
４１に伝達されるように、送りナット４１およびギヤ４
４の歯数が設定されている。加圧部材３の送りねじ４０
に螺合された送りナット４１は、サーボモータ７を所定
量回転駆動することによりギヤ４４を介して所定量回転
され、加圧部材３を軸方向に所定量だけ直接移動させ
る。なお、この実施の形態では、電動アクチュエータと
して、サーボモータ７を使用した場合で説明したが、ス
テッピングモータのような他の電動機などをアクチュエ
ータとして使用することもできる。

【００２４】カウンタバランス室６０は、管路２０が接
続されて増圧機２１から水が所定の圧力で供給される。
また、カウンタバランス室６０と素材管Ｐ内は、加圧部
材３に形成された流路３０により連通されている。そし
て、増圧機２１から管路２０を介してカウンタバランス
室６０内に供給された所定の圧力の水は、加圧部材３の
流路３０を通って素材管Ｐ内に流入して、素材管Ｐを拡
径するように作用するだけでなく、カウンタバランス室
６０内に位置している加圧部材３の他方側の端面を押圧
するように作用すると共に、素材管Ｐをシールしている
加圧部材３の一方側の端面を押圧することとなる。一
方、この実施の形態における加圧部材３は、所定の圧力
の水によってその両端面が押圧されたときに、カウンタ
バランス室６０内に位置する他方側の端面の受圧面積
が、素材管Ｐの端面をシールする一方端側の端面の受圧
面積と略同じか小さくなるように設定されている。した
がって、素材管Ｐ内に供給された水の圧力によって加圧
部材３の一方側の端面を押圧するように作用する反力の
一部または全部が、カウンタバランス室６０内に同様に
供給された水自体の圧力によって加圧部材３の他方側の
端面を押圧するように作用する力によって、軽減または
消去されることになる。なお、本発明における加圧部材
３は、場合によって、他方側の端面の受圧面積が一方端
側の端面の受圧面積よりも大きくなるように設定して、
反力と対抗する以上の押圧力を加圧部材３に付与するこ
ともできる。すなわち、本発明における反力軽減機構６
は、この実施の形態の場合、加圧部材３の両端の受圧面
積の差によって加圧部材３に付与される反力を軽減する
度合が決定されるが、加圧部材３に付与される反力と対
抗する押圧力を発生させることが可能な手段により構成
されたものであればよく、反力の軽減とは、反力以上の
対抗する押圧力を付与する場合も含まれる。さらに、流
路３０については、カウンタバランス室６０と素材管Ｐ
との内部に同じ圧力がかかるものであればよく、図１に
示されているように加圧部材３に形成されたものに限ら
ず、図示は省略するが、カウンタバランス室６０外に設
けられた配管路により形成されるものであってもよい。

【００２５】本発明のバルジ加工装置では、反力軽減機
構６を備えているため、サーボモータ７は、送りナット
４１とギヤ４４の減速比、および、送りナット４１と送
りねじ４０の効率を考慮して、素材管Ｐの端部を押圧す
ることができる出力を有するものであればよく、素材管
Ｐを拡径させるように作用する水の圧力による加圧部材
３を軸方向外側に押し戻すような全ての反力に抗して押
圧するような出力を有する必要がないので、従来の技術
ような比較的大径の油圧シリンダ１０７（図６）を用い
ることなく、比較的小型のサーボモータ７により駆動さ
れる送りナット４１および送りねじ４０からなる送りね
じ機構を採用して正確な制御を容易に行うことができ、
しかも、所望により比較的高速で加圧部材３を軸方向に
駆動することができ、さらに、そのメンテナンスが容易
となる。なお、反力軽減機構６を備えることなくサーボ
モータ７のみによって送りねじ機構を駆動すると仮定し
た場合には、素材管Ｐを拡径させるように作用する水の
圧力により加圧部材３が軸方向外側に押し戻されるよう
な反力が発生し、かかる反力に抗して素材管Ｐの端部を
押圧しなければならなくなるので、大出力のサーボモー
タや幾段にもわたる減速ギヤが必要となり、本発明の目
的を達成することはできない。そして、素材管Ｐを拡径
させるように作用する水の圧力による加圧部材３を軸方
向外側に押し戻すような反力に対して、加圧部材３のカ
ウンタバランス室６０内に位置している他方側の端部に
発生する力が略同じか小さくなるように設定すること
で、送りナット４１と送りねじ４０との間のバックラッ
シなど、駆動機構４に機械的なあそび（ガタ）等がなく
なるため、正確な軸押し制御を容易に行うことができ
る。

【００２６】また、この実施の形態では、軸押し手段５
の駆動機構４を構成する比較的大きく重量を有するブロ
ック１２および１３がバルジ成形型１（上型１０）の軸
方向端部に設けられており、ブロック１３に比較的小さ
な軽量のカウンタシリンダ室６０がその軸方向外側に設
けられている、すなわち、軸押し手段５の駆動機構４が
素材管Ｐと反力軽減機構６との間に配置されていること
により剛性を高くすることができ、したがって、バルジ
加工装置全体を小型化することができる。

【００２７】さらに、本発明のバルジ加工装置は、上述
したように上型に軸押し手段５が設けられているのに加
えて、図１の鎖線および図３に示すように、バルジ成形
型１内に素材管Ｐを搬入すると共に所定形状に成形され
た製品Ｐ’をバルジ成形型１から搬出するための搬送手
段８を備えている。搬送手段８は、所定形状に成形され
た製品Ｐ’を受け取ることが可能な皿状の製品受け部８
０と、この製品受け部８０の下面に開閉可能に設けられ
た素材管Ｐを把持する把持爪８１とを備えてなるもの
で、例えばロボットのアーム８２に支持されることによ
り上型１０と下型１１の間とその外部とに移動すること
が可能となっている。

【００２８】以上のように構成されたバルジ加工装置で
は、素材管Ｐにバルジ加工を行うに際して、最初に図１
に示すように、上型１０と下型１１とが相対的に離間し
型開きした状態とされており、下型１１の収容部１１a
に所定の長さを有する素材管Ｐの両端が位置決め支持さ
れる。その後、上型１０と下型１１とが相対的に近接さ
れて型締めされる。これに先立ち、上型１０の加圧部材
３は、素材管Ｐの端面との間に僅かなクリアランスを有
するように軸方向に後退されており、型締めが完了する
と、素材管Ｐを押圧することなくその端面をシールすべ
くサーボモータ７が回転駆動されて軸方向に前進移動さ
れる。

【００２９】その後、カウンタバランス室６０に接続さ
れたバルブ（図６を参照）を開放した状態で、高圧流体
供給手段２の増圧機２１から管路２０を介してカウンタ
バランス室６０に水を送り出す。水は、カウンタバラン
ス室６０から加圧部材３の流路３０を介して素材管Ｐの
内部に供給され、これらカウンタバランス室６０、加圧
部材３の流路３０、および素材管Ｐの内部に残留してい
た空気はバルブから外部に排出される。そして、水が充
満されて残留していた空気が排出されると、バルブが閉
じられるように制御され、素材管Ｐの中間部がバルジ成
形型１の膨大部１０ｂ，１１ｂに倣って拡径するよう
に、さらに増圧機２１から水が所定の圧力となるまで素
材管Ｐ内に供給される。このとき、素材管Ｐ内が加圧部
材３に形成された流路３０によりカウンタバランス室６
０と連通されているため、上述したように、加圧部材３
を軸方向外側に押圧するような反力が少なくとも軽減さ
れる。

【００３０】図２に示すように、素材管Ｐ内に供給され
る水の圧力上昇に伴って、軸押し手段５のサーボモータ
７が回転駆動され、ギヤ４４を介して送りナット４１が
回転されて、送りナット４１に送りねじ４０を螺合され
た加圧部材３が前進駆動するよう制御される。この加圧
部材３の前進駆動の制御は、サーボモータ７の回転量に
よってバックラッシ等の機械的なガタがない状態で容易
に且つ正確に制御することができる。そして、本発明で
は、上述したように、反力軽減機構６を備えていること
により、従来の技術のように出力の大きい油圧シリンダ
１０７（図６）を使用することなく、出力が小さいが小
型で制御が容易なサーボモータ７を採用することが初め
て可能となったのである。

【００３１】内部に水の圧力が付与され、端部が加圧部
材３によって押圧されると、素材管Ｐは、バルジ成形型
１の膨大部１０ｂ，１１ｂに倣って拡径されて所定形状
に成形された製品Ｐ’となる。そして、バルブを開放す
るなどして内部に供給された水を抜き出し、上型１０と
下型１１とを相対的に離間させて型開きを行う。このと
き、加圧部材３は、製品Ｐ’の端部を保持し得る程度に
その当接を維持した状態とされている。したがって、製
品Ｐ’は、型開きされたときに上型１０に設けられた軸
押し手段５に保持されて上型１０に留まった状態とな
る。この状態で、ロボットのアーム８２を操作して、搬
送手段８を上型１０と下型１１の間との間に移動させ、
サーボモータ７を駆動して軸押し手段５の加圧部材３を
後退移動させてその当接を解除させると、製品Ｐ’が搬
送手段８の製品受け部８０に落下する。また、搬送手段
８は、上型１０と下型１１の間との間に移動される前に
把持爪８１に次の成形サイクルで使用される素材管Ｐを
把持しており、上型１０と下型１１との間に移動される
と、把持爪８１を開いて素材管Ｐを下型１１の収容部１
１bにセットする。このように、軸押し手段５を上型１
０に設けると共に、搬送手段８が上方に製品受け部８０
を、下方に把持爪８１を備えていることにより、素材管
Ｐのバルジ成形型１内への搬入と所定形状に成形された
製品Ｐ’のバルジ成形型１からの搬出とを、搬送手段８
の一度の移動で行うことができるため、成形サイクルタ
イムの低減を図ることができる。

【００３２】次に、本発明のバルジ加工装置の別の実施
の形態を、図４に基づいて説明する。なお、この実施の
形態における説明では、上述した実施の形態と異なる部
分のみを説明することとし、同様または相当する部分に
ついては同じ符号を付してその説明を省略する。

【００３３】この実施の形態における軸押し手段５は、
加圧部材３の中間部に連結部材３１の一端が固着され、
この連結部材３１の他端に送りナット４５が設けられて
いる。また、ブロック１２および１３の間には、加圧部
材３と平行に送りねじ軸４６が軸周りに回転可能に架設
されており、送りねじ軸４６に送りナット４５が螺合さ
れている。サーボモータ７により送りねじ軸４６が軸周
りに所定量回転駆動されると、送りナット４５が軸方向
に移動して、連結部材３１に固着された加圧部材３が軸
方向に移動することとなる。なお、この実施の形態にお
いては、送りナット４５の移動に対する加圧部材３の移
動抵抗により発生するモーメントに耐え得るように連結
部材３１が構成される。

【００３４】次に、本発明のバルジ加工装置のさらに別
の実施の形態を、図５に基づいて説明する。なお、この
実施の形態における説明でも、上述した実施の形態と異
なる部分のみを説明することとし、同様または相当する
部分については同じ符号を付してその説明を省略する。

【００３５】この実施の形態における反力軽減機構６
は、カウンタバランス室６１が上型１０の端部と軸押し
手段５の駆動機構４を支持するブロック１２との間に介
装され、加圧部材３の軸方向中間位置にピストン３２が
形成されている。加圧部材３に付与される反力を軽減す
る度合は、カウンタバランス室６１内におけるピストン
３２の素材管Ｐ側の受圧面積と反素材管Ｐ側の受圧面積
との差によって決定される。カウンタバランス室６１に
は、高圧流体供給手段２の管路２０が接続される（図５
においては省略した）。、この実施の形態におけるカウ
ンタバランス室６１は、比較的重量を有する軸押し手段
５のブロック１２などを支持し得る剛性を有するように
構成されている。尚、カウンタバランス室６１は、上型
１０とブロック１２との間を別の部材で連結して支持す
るように構成すれば、軸押し手段５のブロック１２など
を支持し得る剛性を有する必要はない。

【００３６】

【発明の効果】請求項１の発明によれば、素材管を収容
し拘束するバルジ成形型と、素材管の内部に高圧流体を
供給する高圧流体供給手段と、加圧部材を軸方向に駆動
して素材管を押圧させる駆動機構を有する軸押し手段
と、素材管内に供給された高圧流体により加圧部材に付
与される反力を高圧流体自体の圧力によって軽減させる
反力軽減機構と、を備え、軸押し手段の駆動機構は、素
材管内に供給された高圧流体の反力が反力軽減機構によ
って軽減された加圧部材を軸方向に駆動させて素材管の
端部を押圧し得る出力を有する電動アクチュエータを備
えたという簡単な構成で、設備コストがかからず、メン
テナンスが容易であり、サイクルタイムを低減させるこ
とができる小型化されたバルジ加工装置を提供すること
ができる。

【００３７】請求項２の発明によれば、請求項１に記載
の発明において、軸押し手段の駆動機構が、加圧部材に
形成された送りねじと、該送りねじに螺合され軸方向に
移動不能に支持されており電動アクチュエータにより回
転駆動される送りナットとを備えていることにより、ア
クチュエータのエネルギ効率が良好であり、加圧部材が
精度よく軸方向に駆動され、しかも、必要に応じて比較
的高速で軸方向に駆動することも可能なバルジ加工装置
を提供することができる。

【００３８】請求項３の発明によれば、請求項１または
２に記載の発明において、軸押し手段の駆動機構が、素
材管と反力軽減機構との間に配置されていることによ
り、装置全体の剛性が高くなるため、全体的に小型化さ
れたバルジ加工装置を提供することができる。

【００３９】請求項４の発明によれば、請求項１〜３の
いずれかに記載の発明において、バルジ成形型が上型と
下型とにより構成されてなり、上型に軸押し手段が設け
られ、バルジ成形型内に素材管を搬入すると共に所定形
状に成形された製品をバルジ成形型から搬出する搬送手
段を備えたことにより、搬送手段の１度の移動で素材管
のバルジ成形型内への搬入と所定形状に成形された製品
のバルジ成形型からの搬出とを同時に行うことができる
ため、成形サイクルタイムを低減させることができるバ
ルジ加工装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のバルジ加工装置の実施の一形態におい
て、型開きした状態を示す部分断面図である。

【図２】図１に示した状態から型閉じして素材管を拡径
させた状態を示す部分断面図である。

【図３】本発明の搬送手段を示す断面図である。

【図４】本発明のバルジ加工装置の別の実施の形態を示
す部分断面図である。

【図５】本発明のバルジ加工装置のさらに別の実施の形
態を示す部分断面図である。

【図６】従来のバルジ加工装置を説明するための断面図
である。

【符号の説明】

Ｐ 素材管 Ｐ’ 製品 １ バルジ成形型 ２ 高圧液体供給手段 ３ 加圧部材 ４ 駆動機構 ５ 軸押し手段 ６ 反力軽減機構 ７ サーボモータ ８ 搬送手段

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 真野 恭一 愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自動 車株式会社内 (72)発明者 門間 義明 愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自動 車株式会社内 (72)発明者 本多 修 愛知県東海市東海町５−３ 新日本製鐵株 式会社名古屋製鐵所内 (72)発明者 佐藤 浩一 愛知県東海市東海町５−３ 新日本製鐵株 式会社名古屋製鐵所内 (72)発明者 石橋 博雄 千葉県富津市新富20−１ 新日本製鐵株式 会社技術開発本部内 Ｆターム(参考） 4E050 AA14

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 素材管を収容し拘束するバルジ成形型
   と、 素材管の内部に高圧流体を供給する高圧流体供給手段
   と、 加圧部材を軸方向に駆動して素材管を押圧させる駆動機
   構を有する軸押し手段と、 素材管内に供給された高圧流体により加圧部材に付与さ
   れる反力を高圧流体自体の圧力によって軽減させる反力
   軽減機構と、を備え、 軸押し手段の駆動機構は、素材管内に供給された高圧流
   体の反力が反力軽減機構によって軽減された加圧部材を
   軸方向に駆動させて素材管の端部を押圧し得る出力を有
   する電動アクチュエータを備えたことを特徴とするバル
   ジ加工装置。
2. 【請求項２】 軸押し手段の駆動機構は、加圧部材に形
   成された送りねじと、該送りねじに螺合され軸方向に移
   動不能に支持されており電動アクチュエータにより回転
   駆動される送りナットとを備えていることを特徴とする
   請求項１に記載のバルジ加工装置。
3. 【請求項３】 軸押し手段の駆動機構は、素材管と反力
   軽減機構との間に配置されていることを特徴とする請求
   項１または２に記載のバルジ加工装置。
4. 【請求項４】 さらに、所定形状に成形された製品を受
   け取ると共に素材管を把持することが可能な搬送手段を
   備え、 バルジ成形型が上型と下型とにより構成されており、 軸押し手段の加圧部材が製品の端部を保持することがで
   き、 上型と下型とを離間させて型開きした際に、上型と下型
   との間に移動された搬送手段が保持していた素材管を下
   型にセットすると共に、軸押し手段の加圧部材が製品の
   端部の保持を解除して該製品を搬送手段に受け渡すこと
   ができるように、軸押し手段を上型に設けたことを特徴
   とする請求項１〜３のいずれかに記載のバルジ加工装
   置。